EP0182930B1 - Rouleaux magnétiques pour machines à copier et méthode pour leur fabrication - Google Patents

Rouleaux magnétiques pour machines à copier et méthode pour leur fabrication Download PDF

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EP0182930B1 EP84114262A EP84114262A EP0182930B1 EP 0182930 B1 EP0182930 B1 EP 0182930B1 EP 84114262 A EP84114262 A EP 84114262A EP 84114262 A EP84114262 A EP 84114262A EP 0182930 B1 EP0182930 B1 EP 0182930B1
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Horst Baermann
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Max Baermann GmbH
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    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/09—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
    • G03G15/0921—Details concerning the magnetic brush roller structure, e.g. magnet configuration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49075—Electromagnet, transformer or inductor including permanent magnet or core

Definitions

  • the invention relates to magnetic rollers for copying machines and a method for producing the same.
  • Such magnetic rollers are used for electrophotographic copiers.
  • the magnetic roller is concentrically surrounded by a toner tube, usually made of diamagnetic material, at a short distance.
  • the toner tube serves to supply a magnetically attractable toner powder from a powder container onto a carrier material on which the electrostatic image is formed. It is particularly important here that the toner tube has a uniform powder layer in the region of the development zone. However, this can only be achieved if the required induction is exactly present over the respective pole in the working area of the magnetic roller.
  • the magnetic rollers consist of a carrier body on which strip-shaped, plastic-bonded permanent magnets extending in the axial direction are provided (DE-B-1 218287, DE-A-3 314 885, DE-A-3 402 864). Due to the manufacturing process and the magnetization of the plastic-bonded, preferably extruded, permanent magnet body in the form of a strip and its mounting on the carrier body of the magnetic roller, both mechanical tolerance fluctuations and magnetic fluctuations can be seen, which result in an uneven course of the induction over the circumference and the length of the magnetic roller or make the toner tube noticeable, do not avoid. These fluctuations are particularly disadvantageous because they lead to banding on the copies made.
  • the invention succeeds in creating magnetic rollers which always have the same required induction values over the predetermined radius and / or arc or angular dimension, even if the individual permanent magnet elements have deviations in their magnetic and mechanical values.
  • the invention succeeds in creating magnetic rollers which are suitable both for copiers and which have a homogeneous field distribution on the circumference or the predetermined radius of the magnetic roller. i.e. an equal induction between adjacent poles, as well as for copiers that require magnetic rollers, in which the induction between one or more neighboring poles is different.
  • the particular advantage is therefore that the magnetic roller according to the invention is universal for most types of copiers can be used.
  • Another advantage is the fact that the extensive inventory of permanent magnets with different pole thicknesses that was previously required is no longer required.
  • the method proposed according to the invention enables the permanent magnet elements to be precisely adjusted to the required induction value with simple means and in a simple manner. Another advantage is that the magnetic roller manufactured according to the invention has a low weight.
  • a magnetic roller 1 is shown according to the invention, which is made of a non-magnetic carrier material 2, such as. B. aluminum.
  • the magnetic roller is with an intermediate air gap 3 from a toner tube 4 made of diamagnetic material, such as. As aluminum or non-magnetic steel, surrounded concentrically.
  • the magnetic roller moves relative to the toner tube around an unillustrated, e.g. B. one- or two-sided ball-bearing shaft.
  • the carrier material 2 of the magnetic roller 1 is provided on its circumference with recesses 5 running in the axial direction.
  • Strip-shaped permanent magnet elements 6 are adjustably arranged in these recesses.
  • the cross section of the recesses is made larger than the cross section of the permanent magnet elements.
  • induction measuring probes for the purpose of adjusting the permanent magnet elements to the required induction value with a predetermined radius r and / or radian b between adjacent permanent magnet elements, induction measuring probes, in the present case Hall probes 7, are arranged in the region of the permanent magnet elements on the predetermined radius.
  • the given radius is to be understood as the radius from the center Z of the magnetic roller to a certain distance above the magnetic roller, which in most cases corresponds to the outer circumference of the toner tube.
  • the toner tube is usually not yet installed with the magnetic roller. It is sufficient if the Hall probes are arranged and held at the predetermined distance r over the circumference of the magnetic roller.
  • the permanent magnet elements 6 are adjusted by radial and / or tangential displacement and / or rotation in the recesses of the carrier material until the Hall probes indicate the required value of the induction. In this adjusted state, the permanent magnet elements are then fixed in the recesses by an injection-molded plastic 8.
  • the permanent magnet elements can also be fixed by gluing and / or pouring out with a casting resin or by foaming with a plastic foam. You can also fix the permanent magnet elements by clamping elements 16 before spraying or foaming.
  • the carrier material 2 consists of a hub body 9, from which a number of ribs 10 extend outwards in the radial direction.
  • the recesses 5 formed between the ribs accommodate the permanent magnet elements 6, which have a segment-shaped cross section.
  • the cutouts are larger in cross section than the cross section of the permanent magnet elements, so that the permanent magnet elements can be adjusted within the cutouts.
  • Hall probes 7 are in turn provided above the toner tube 4, which indicate the required induction during the adjustment.
  • the permanent magnet elements are in turn fixed with an injectable plastic 8, extruded or extrusion-coated.
  • the adjusted permanent magnet elements 6 lie within the recesses 5 such that the injected plastic is present on the right of the permanent magnet element or on the left of the permanent magnet element. There is also the possibility that one or more permanent magnet elements are completely encased in plastic.
  • the carrier material 2 consists of two disk-shaped end bodies 11.
  • the end bodies are in turn provided with recesses 5, into which the permanent magnet elements 6 are adjustably fitted and with the aid of Hall probes, not shown, in the manner described above can be adjusted to the required induction at the specified radius.
  • the permanent magnet elements are then fixed with a sprayable plastic 8 or adhesive.
  • This configuration creates a cylindrical hollow rung body 12 in which the permanent magnet elements represent the so-called rungs.
  • the cylindrical hollow sprout body is then filled with a sprayable plastic foam 15.
  • the hollow sprout body 12 is correspondingly trained injection mold 13 brought The injection mold is shown schematically in Fig. 3.
  • the end bodies 11 can be cut off at the points shown in dashed lines in the drawing in order to obtain a particularly light and stable magnetic roller against deformation.
  • the roller part remaining after cutting must have the required length of the magnetic roller.
  • the end body 11 can also be omitted if the multi-part injection mold 13 is provided with laterally removable cover plates, into which corresponding recesses for receiving and adjusting the permanent magnet elements are incorporated.
  • the magnetic roller produced according to FIG. 3 is shown in FIG. 4 in a vertical half-section.
  • the carrier material 2 consists entirely of plastic foam 15, in which the permanent magnet elements 6 are held in the aligned position. You can see in this figure the aligned position, for. B. the permanent magnet elements 6a is slightly rotated in the axial direction.
  • a bearing bush 14 is also injected.
  • the temperature of the injectable plastic 8 or plastic foam 15 must be in such a temperature range during its processing that when plastic-bonded permanent magnet elements are used they do not suffer any deformation during extrusion or extrusion coating, but the sprayed-out plastic does not, however, in the cooled state due to the heating of the copying machine is deformable.
  • Polyurethane and its derivatives are particularly suitable as foamable plastics. However, it is also possible to use a phenolic resin.
  • the permanent magnet elements can consist of sintered, highly coercive permanent magnet material such as barium or strontium ferrite, cobalt rare earth alloys or neodymium iron.
  • the permanent magnet elements 6 consist of a mixture of a thermoplastic binder and a powdery, highly coercive permanent magnet material such as barium ferrite or strontium ferrite. A mixture of the two magnetic materials is also possible.
  • the permanent magnet elements are molded by extrusion or injection molding. You can either produce permanent magnetic strips directly or plates from which the individual strips are then cut. You can also press permanent magnet elements from this mixture, especially if a thermosetting plastic, such as. B. phenolic resin, is used.
  • the cross section of the permanent magnet elements can have any shape.
  • the permanent magnet elements preferably have a rectangular, square or segment-shaped cross section. But they can also have a ring section or circular cross section.
  • the permanent magnet elements can be magnetized in a radial and / or tangential and / or arcuate direction, depending on the type of copying roller required.
  • the magnetization in the radial direction is shown, for example, in the case of the right permanent magnet element 6 in FIG. 1.
  • the north pole, identified by an N is located on the surface facing the toner tube 4 and the opposite pole, identified by an S, on the surface of the permanent magnet element facing away from the toner tube.
  • the tangential magnetization of the permanent magnet elements is shown in FIG. 4, for example. There this magnetization is identified by the poles N and S in the right permanent magnet element 6.
  • the arcuate magnetization is also shown in FIG. 2 for a permanent magnet element 6 by the letters N and S shown.
  • the permanent magnet elements are preferably arranged in the carrier material such that the poles, which are directed towards the toner tube, have opposite polarity to the pole of the adjacent permanent magnet element.
  • the permanent magnet elements 6 can be connected on the side facing away from the roller surface to a strip-shaped carrier body 17, preferably by gluing, in order to give the permanent magnet element greater stability, in particular to avoid deformations caused by heat.
  • the permanent magnet elements can have a smaller thickness and, in a sense, can even be flexible.
  • This embodiment with the stiffening carrier body is also particularly suitable for the embodiment of the magnetic roller shown in FIGS. 3 and 4 as a hollow hollow body.
  • the carrier body can be made of a magnetically non-conductive material, such as. B. aluminum.
  • the strip-shaped carrier body can also be made of magnetically highly conductive material, such as. B. soft iron exist.
  • the induction on the surface of the permanent magnet element directed towards the toner tube increases. It is known that the induction of permanent magnets increases when they are provided with an iron yoke; in the present case this can known effect can be used to advantage.

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Claims (29)

1. Rouleau magnétique pour machine à copier dans lequel des éléments d'aimants permanents en forme de bandes orientées dans le sens de l'axe sont fixés sur un matériau de support, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont montés de manière à pouvoir être réglés, par déplacement radial et/ou tangentiel et/ou par rotation axiale, sur le matériau de support (2) de telle manière que, pour des valeurs données du rayon (r) et/ou de l'arc (b) ou de l'angle compris entre des pôles voisins l'induction magnétique pour chaque pôle ait la valeur voulue et que les éléments d'aimants permanents soient fixés sur le matériau de support dans la position réglée par une sonde de mesure à induction (7).
2. Rouleau magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation des éléments d'aimants permanents (6) sur le matériau de support s'effectue à l'aide d'éléments de serrage (16).
3. Rouleau magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont fixés sur le matériau de support à l'aide d'un adhésif.
4. Rouleau magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont fixés par une matière plastique (8) susceptible d'être pulvérisée ou coulée.
5. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau de support (2) est muni à sa périphérie d'évidements (5) dont la section transversale est, pour permettre le réglage, plus grande que la section transversale des éléments d'aimants permanents (6).
6. Rouleau magnétique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les évidements (5) ménagés sur le matériau de support (2) sont réalisés par fraisage dans un corps plein en forme de rouleau.
7. Rouleau magnétique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les évidements (5) ménagés sur le matériau de support (2) sont formés par un certain nombre de nervures (10) qui s'étendent dans le sens radial vers l'extérieur à partir d'un corps de moyeu (9) placé en position centrale.
8. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau de support (2) est constitué par deux corps d'extrémité (11) en forme de disques et, le cas échéant, par un corps médian en forme de disque de même grandeur qui sont munis d'évidements (5) dans lesquels les éléments d'aimants permanents (6) sont engagés de manière à être réglés de telle manière qu'il en résulte un corps creux à croisillons (12) en forme de rouleau qui est rempli par une matière plastique (8) susceptible d'être pulvérizée, de préférence par une mousse de matière plastique (15).
9. Rouleau magnétique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les corps d'extrémité (11) sont séparés après la pulvérisation du corps creux à croisillons (12) en forme de rouleau.
10. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le matériau de support (2) est constitué par une matière plastique (8) susceptible d'être pulvérisée, de préférence par une mousse de matière plastique (15) dans laquelle les éléments d'aimants permanents (6) sont montés solidement.
11. Rouleau magnétique suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la matière première (8) susceptible d'être pulvérisée, de préférence une mousse de matière plastique (15), est maintenue pendant son usinage dans un domaine de température tel que, pendant la pulvérisation ou le remodelage par pulvérisation, les éléments d'aimants permanents (6) ne subissent aucune déformation mais qu'après refroidissement la matière plastique ne peut pas être déformée par suite de l'échauffement de la machine à copier.
12. Rouleau magnétique suivant les revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la matière plastique (15) susceptible de former une mousse est constituée par du polyuréthane et/ou par ses dérivés.
13. Rouleau magnétique suivant les revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la matière plastique (8) susceptible d'être pulvérisée est constituée par une résine phénolique en forme de mousse.
14. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont constitués par un matériau d'aimant permanent très coercitif comme une ferrite de baryum, une ferrite de strontium, un alliage de cobalt et de terres rares ou du fer au néodyme.
15. Rouleau magnétique suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont réalisés par frittage.
16. Rouleau magnétique suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont constitués par le mélange d'un liant thermoplastique, par exemple du polyéthylène sulfochloré, et d'un matériau d'aimant permanent très coercitif pulvérulent et sont fabriqués par extrusion, pulvérisation ou compression.
17. Rouleau magnétique suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le liant pour la poudre d'aimant permanent est constitué par une matière plastique thermodurcissable, comme, par exemple, une résine phénolique.
18. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents ont une section annulaire, circulaire, rectangulaire, ovale, carrée ou en forme de segments.
19. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 18, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont aimantés dans le sens radial de telle manière que l'un des pôles se trouve sur la surface tournée vers un tube (4) qui entoure le rouleau magnétique et que le pôle opposé se trouve sur la surface de l'élément d'aimant permanent qui est la plus éloignée du tube.
20. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 18 caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont aimantés dans le sens tangentiel de telle manière que les pôles de polarité différente se trouvent, sur la surface de l'élément d'aimant permanent, décalés de 90° par rapport à l'aimantation radiale.
21. Rouleau magnétique suivant les revendication 1 à 18, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont aimantés en forme d'arc de telle manière que la surface de l'élément d'aimant permanent tournée vers un tube (4) qui entoure le rouleau magnétique comporte deux pôles de polarité différente.
22. Rouleau magnétique suivant les revendications 1 à 21, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont reliés, de préférence par collage, sur le côté le plus éloigné de la surface du rouleau, à un corps de support (17) en forme de bande.
23. Rouleau magnétique suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le corps de support (17) en forme de bande est constitué par un matériau qui n'est pas magnétiquement conducteur, de préférence par de l'aluminium.
24. Rouleau magnétique suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le corps de support (17) en forme de bande est constitué par un matériau magnétiquement bon conducteur, comme, par exemple, le fer doux.
25. Procédé pour la fabrication de rouleaux magnétiques, caractérisé en ce qu'on utilise un matériau de support (2) en une ou plusieurs parties sur lequel sont montés des éléments d'aimants permanents (6), de préférence en forme de bandes qui peuvent se déplacer dans le sens radial et/ou tangentiel et/ou peuvent tourner dans le sens axial et/ou, sur un rayon (r) et/ou un arc (b) ou un angle des sondes de mesure à induction (7), par exemple des sondes utilisant l'effet Hall, dans la zone des éléments d'aimants permanents (6) et que, pour permettre le réglage, les éléments d'aimants permanents peuvent être déplacés dans le sens radial ou tangentiel et/ou peuvent tourner jusqu'à ce que les sondes de mesure à induction indiquent, pour le rayon ou l'angle donné, entre des pôles voisins, l'induction voulue et qu'ensuite les éléments d'aimants permanents ajustés sont fixés, de préférence au moyen d'une matière plastique (8) susceptible d'être pulvérisée.
26. Procédé pour la fabrication de rouleaux magnétiques suivant la revendication 25, caractérisé en ce que le matériau de support (2) est muni d'évidements (5) dans lesquels les éléments d'aimants permanents (6) sont installés à l'aide de sondes de mesure à induction (7) et ensuite fixés.
27. Procédé pour la fabrication de rouleaux magnétiques suivant les revendications 25 et 26, caractérisé en ce que les éléments d'aimants permanents (6) sont maintenus au moyen de corps d'extrémité (11) ayant de préférence la forme de disques, réglés, au moyen de sondes de mesure à induction (7), à la valeur d'induction voulue et fixés, après quoi la structure (12) de rouleau magnétique, ainsi obtenue, est placée dans un mou le de pulvérisation (13) et remplie de mousse de matière plastique (15).
28. Procédé pour la fabrication de rouleaux magnétiques suivant la revendication 27, caractérisé en ce qu'après la pulvérisation, la structure (12) de rouleau magnétique, est coupée à la longueur voulue en même temps que les corps d'extrémité (11), de préférence en forme de disques, qui se trouvent aux extrémités, sont séparés.
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